CN112165180A - 一种无线充电系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线充电系统及控制方法，系统包括：无线充电接收装置和无线充电发射装置，无线充电发射装置包括：发射线圈箱体、升降装置、旋转装置、平移装置和清扫装置；所述发射线圈箱体用于采用电磁感应原理通过线圈产生磁场；所述升降装置用于带动所述发射线圈箱体升降；所述旋转装置用于带动所述发射线圈箱体和所述升降装置水平转动；所述平移装置用于带动所述发射线圈箱体、所述升降装置和所述旋转装置水平移动；所述清扫装置用于清扫所述发射线圈箱体表面的异物，不仅能够实现准确对准无线充电发射装置和无线充电接收装置，提高充电效率，还能够清扫所述发射线圈箱体表面的异物，降低无线充电系统成本。

Description

一种无线充电系统及控制方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种无线充电系统及控制方法。

背景技术

无线充电(Wireless Power Transfer,WPT)技术由于其方便、安全等优点近年来受到越来越多的关注，广泛应用于生物医用植入体、消费类电子产品、水下负载、电动汽车等领域。在电动汽车应用技术领域，无线充电技术还能实现全自动充电过程和动态充电的过程。其中全自动充电是无人驾驶汽车中能源交互无人化的技术基础，而动态充电可以减少电池数量甚至只用超级电容器供电，也是目前解决电动汽车动力电池能量密度有限这一关键技术难题的有效方法。目前的无线充电系统对原、副边的对齐要求较高，其传输效率会随着发射线圈与接收线圈在水平方向上错位的增大而减小。固定式的无线充电系统需要司机在停车时能够比较精确地停在规定位置，即使驾驶技术较好，往往也需要反复调整才能到达指定位置。固定高度的发射端显然也难以满足对于不同底盘高度车辆的通用性需求。此外，电动汽车无线充电系统的功率很大，可以达到数千瓦甚至数十千瓦。而且无线充电系统往往布置于室外，在发射板端表面可能会存在硬币、易拉罐等金属异物以及野生动物等活体异物。在很强的高频磁场作用下，金属异物中会出现很强的涡流并产生大量热量，其温度将会升高甚至融化，容易引起火灾等安全事故。活体生物在其中的强磁场作用下也可能会受到伤害。

例如：专利CN209616904U提出了汽车无线充电的充电装置，包括无线充电发射机构、停车台、能够使得无线充电发射机构在停车台下方自由移动的位移调整装置、定位汽车无线充电接收线圈位置并控制位移调整装置将无线充电发射机构移动到位的位移控制系统和停车台。无线充电发射机构与电网电连接，停车台中部设有可供无线充电发射机构升降和位移的开孔，位移调整装置和位移控制系统位于停车台下方。但该方案无法去除装置表面可能存在的异物；对于水平位移的调节只能在左右方向调节，缺少一个运动自由度；旋转装置上的升降装置放置不合理，转动以调整角度的同时会引起水平位置的改变，难以实现准确定位。

专利CN210309955U提出了一种电动汽车全自动无线充电装置，包括发射装置和接收装置：所述发射装置包括固定在地面的充电桩；所述安装板远离气缸的一侧固定设置有指示灯和发射板，所述发射板中固定贯穿设置有发射盘，所述旋转电机的输出端固定设置有转杆一，所述转杆一和转杆二靠近过滤网的一侧均固定设置有多个散热叶片；所述凹型块靠近触发杆的内侧面设置有集成开关条，所述集成开关条分别和气缸、指示灯和旋转电机电性连接；所述接收装置包括设置在电动汽车车顶上的接收盘。但该方案实现的自由度较少，调节范围小，不能解决停车位置不准确的问题，难以保证充电过程的高效进行；控制过程需要额外的传感器，增加成本。

专利CN 109050306A提出一种智能自主定位和充电的车辆无线充电系统，包括了无线能量发送装置和无线能量接收装置，两者通过谐振耦合方式进行电能的传输；无线能量发射装置包括底盘、发射及控制电路、定位信号接收模块、点击驱动模块和微处理器，无线能量接收装置依靠定位信号发生器发送的信号实现初步定位，借助于无线能量功率检测装置来调整小车位置实现精确定位。但该方案不能实现发射端的升降和旋转，自由度较少，调节范围有限；也不能实现发射端表面的清扫；以接收端功率为控制参数，检测电路复杂，成本较高。

专利CN110667427A提出一种电动汽车无线充电定位装置及其方法，装置包括地端单元和设置在电动汽车上的车端单元。在地端单元中，原边线圈安装在第一运动驱动装置上并随着第一运动驱动装置沿着定位感应板运动，原边线圈连接到电源且通过电源进行供电，感应器安装在定位感应板上并和第一运动驱动装置均连接第一控制器；在车端单元中，副边线圈和测距传感器均安装在第二运动驱动装置，并都连接第二控制器，副边线圈连接到电动汽车电池的充电回路中为电动汽车电池提供充电电压。但该方案在车端与地端分别设计了一套运动装置和控制器，结构复杂，成本高；控制过程中用到的传感器较多，增加成本。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种无线充电系统及控制方法，以实现准确对准无线充电发射装置和无线充电接收装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种无线充电系统，所述系统包括：无线充电接收装置和无线充电发射装置，所述无线充电发射装置设置在地面的基坑内，所述无线充电接收装置设置在电动车辆的底部；

所述无线充电发射装置用于采用电磁感应原理通过线圈产生磁场；

所述无线充电接收装置，与所述无线充电发射装置对应设置，用于接收所述磁场，并转换成电能给电动车辆充电；

所述无线充电发射装置包括：

发射线圈箱体、升降装置、旋转装置、平移装置和清扫装置；发射线圈箱体设置在所述升降装置上，所述升降装置设置在所述旋转装置上，所述旋转装置设置在所述平移装置上；

所述发射线圈箱体用于采用电磁感应原理通过线圈产生磁场；所述升降装置用于带动所述发射线圈箱体升降；所述旋转装置用于带动所述发射线圈箱体和所述升降装置水平转动；所述平移装置用于带动所述发射线圈箱体、所述升降装置和所述旋转装置水平移动；所述清扫装置用于清扫所述发射线圈箱体表面的异物。

可选地，所述平移装置包括：下平移平台、上平移平台、4根直线导轨、2个平移丝杠和第一步进电机；其中2根直线导轨设置在地面的基坑座上，用于支撑所述下平移平台左右移动；另外2根直线导轨设置在所述下平移平台上，用于支撑所述上平移平台前后移动；2个所述平移丝杠分别与所述下平移平台和所述上平移平台连接，所述第一步进电机分别与2个所述平移丝杠连接。所述第一步进电机分别驱动所述平移丝杠转动，以使带动所述下平移平台左右移动或所述上平移平台前后移动。

可选地，所述旋转装置包括：

回转支承、驱动齿轮、旋转平台和第二步进电机；所述回转支承包括内圈与外圈，所述回转支承的内圈与所述平移装置中的上平移平台连接，所述回转支承的外圈与所述驱动齿轮啮合，所述旋转平台设置在所述回转支承上，所述第二步进电机与所述驱动齿轮连接；

所述第二步进电机通过所述驱动齿轮控制所述回转支承的外圈旋转，带动所述旋转平台旋转，以使带动所述发射线圈箱体的水平转动。

可选地，所述升降装置包括：

升降丝杠、升降支架、减速箱、4根导杆、升降平台和第三步进电机；所述发射线圈箱体设置在所述升降平台上，所述升降丝杠与所述升降平台连接，所述减速箱和所述升降支架均设置在所述旋转平台上，各所述导杆贯穿所述升降平台，且各所述导杆的两端分别与所述升降支架和所述旋转平台连接，所述升降丝杠的一端与所述升降支架连接，所述升降丝杠的另一端与所述减速箱连接，所述第三步进电机与所述减速箱连接；

所述第三步进电机通过所述减速箱控制所述升降丝杠转动，进而带动所述升降平台和所述发射线圈升降。

可选地，所述清扫装置包括：

清扫刷、清扫丝杠、清扫支架和第四步进电机；所述清扫支架与升降平台连接，所述清扫刷设置在所述清扫丝杠上，且所述清扫刷与所述发射线圈箱体对应设置，所述清扫丝杠与所述清扫支架连接，所述第四步进电机与所述清扫丝杠连接；所述第四步进电机驱动所述清扫丝杠转动，以使带动所述清扫刷做往复直线运动，去除所述发射线圈箱体表面的异物。

可选地，所述发射线圈箱体采用叠层式结构，尺寸为600mm×400mm。

可选地，所述第一步进电机、所述第二步进电机、所述第三步进电机和所述第四步进电机均为42BYGH33型号的步进电机；所述升降丝杠和所述清扫丝杠采用公称直径8mm的梯形丝杠。

可选地，所述系统还包括：

电压检测回路，设置在所述电动车辆的底部，用于采集所述无线充电接收装置当前时刻的电压值；

第一无线通信模块，与所述电压检测回路连接，用于传输所述当前时刻的电压值；

第二无线通信模块，与所述第一无线通信模块连接，用于接收所述第一无线通信模块传输的当前时刻的电压值；

微控制器，分别与所述第二无线通信模块、所述升降装置、所述旋转装置、所述平移装置和所述清扫装置连接，用于根据所述第二无线通信模块发送的当前时刻的电压值分别控制所述升降装置、所述旋转装置和平移装置移动，以使所述发射线圈箱体与所述无线充电接收装置对应设置；当车辆停稳后，所述微控制器还用于控制所述清扫装置清扫所述发射线圈箱体表面的异物。

本发明还提供一种无线充电控制方法，所述方法应用于上述的无线充电系统，所述方法包括：

步骤S1：当车辆停稳后，控制所述清扫装置清扫所述发射线圈箱体表面的异物；

步骤S2：获取所述无线充电接收装置当前时刻的电压值；

步骤S3：根据当前时刻的电压值分别控制所述升降装置升降；

步骤S4：根据当前时刻的电压值控制所述旋转装置水平转动；

步骤S5：根据当前时刻的电压值控制平移装置前、后、左、右移动，以使所述发射线圈箱体与所述无线充电接收装置对应设置。

可选地，所述根据当前时刻的电压值控制所述平移装置左右移动，具体步骤为：

通过第一步进电机控制平移丝杠正向转动，进而带动下平移平台左右移动；

判断当前时刻的电压值是否大于上一时刻的电压值；如果当前时刻的电压值大于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠正向转动，带动所述下平移平台向左移动；如果当前时刻的电压值小于或等于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠反向转动，进而带动所述下平移平台向右移动；

判断当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差是否小于设定阈值；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第一设定阈值，则增大获取当前时刻的电压值的频率；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第二设定阈值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠停止转动。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种无线充电系统及控制方法，系统包括：无线充电接收装置和无线充电发射装置，无线充电发射装置包括：发射线圈箱体、升降装置、旋转装置、平移装置和清扫装置；所述发射线圈箱体用于采用电磁感应原理通过线圈产生磁场；所述升降装置用于带动所述发射线圈箱体升降；所述旋转装置用于带动所述发射线圈箱体和所述升降装置水平转动；所述平移装置用于带动所述发射线圈箱体、所述升降装置和所述旋转装置水平移动；所述清扫装置用于清扫所述发射线圈箱体表面的异物，不仅能够实现准确对准无线充电发射装置和无线充电接收装置，提高充电效率，还能够清扫所述发射线圈箱体表面的异物，降低无线充电系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例电动车辆无线充电系统示意图。

图2为本发明实施例电动车辆无线充电系统发射装置的结构正视图。

图3为本发明实施例电动车辆无线充电系统发射装置的结构左视图。

1-无线充电接收装置，2-无线充电发射装置，3-发射线圈箱体，4-平移装置，41-直线导轨，42-平移丝杠，43-下平移平台，44-上平移平台，5-旋转装置，51-回转支承，52-驱动齿轮，53-旋转平台，6-升降装置，61-升降丝杠，62-升降支架，63-减速箱，64-导杆，65-升降平台，7-清扫装置，71-清扫刷，72-清扫丝杠，73-清扫支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种无线充电系统及控制方法，以实现准确对准无线充电发射装置和无线充电接收装置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明公开一种无线充电系统，所述系统包括：无线充电接收装置1和无线充电发射装置2，所述无线充电发射装置2设置在地面的基坑内，所述无线充电接收装置1设置在电动车辆的底部，所述无线充电接收装置1和所述无线充电发射装置2对应设置；所述无线充电发射装置2用于采用电磁感应原理通过线圈产生磁场；所述无线充电接收装置1，与所述无线充电发射装置2对应设置，用于接收所述磁场，并转换成电能给电动车辆充电。

如图2和图3所示，本发明所述无线充电发射装置2包括：发射线圈箱体3、升降装置6、旋转装置5、平移装置4和清扫装置7；发射线圈箱体3设置在所述升降装置6上，所述升降装置6设置在所述旋转装置5上，所述旋转装置5设置在所述平移装置4上，所述平移装置4设置在地面的基坑内。所述发射线圈箱体3用于采用电磁感应原理通过线圈产生磁场；所述升降装置6用于带动所述发射线圈箱体3升降；所述旋转装置5用于带动所述发射线圈箱体3和所述升降装置6水平转动；所述平移装置4用于带动所述发射线圈箱体3、所述升降装置6和所述旋转装置5水平移动；所述清扫装置7用于清扫所述发射线圈箱体3表面的异物。

作为一种实施方式，本发明所述平移装置4包括：下平移平台43、上平移平台44、4根直线导轨41、2个平移丝杠42和第一步进电机；其中2根直线导轨41设置在地面的基坑座上，用于支撑所述下平移平台43左右移动；另外2根直线导轨41设置在所述下平移平台43上，用于支撑所述上平移平台44前后移动；2个所述平移丝杠42分别与所述下平移平台43和所述上平移平台44连接，所述第一步进电机分别与2个所述平移丝杠42连接。所述第一步进电机驱动所述平移丝杠42转动，以使带动所述下平移平台43左右移动或所述上平移平台44前后移动。

本实施例中所述第一步进电机为42BYGH33型号的步进电机，所述平移丝杠42采用SFU01605-4型滚珠丝杠，由EF12型丝杠支撑座和EK12型丝杠支撑座支撑；所述直线导轨41选用KL系列的JSA-LG15型直线滚动导轨，所述下平移平台43和上平移平台44分别有2个所述直线导轨4141支撑，所述直线导轨41承受平台载荷，并起平台移动的导向作用，同时更方便驱动平台移动。

作为一种实施方式，本发明所述旋转装置5包括：回转支承51、驱动齿轮52、旋转平台53和第二步进电机；所述回转支承51包括内圈与外圈，所述回转支承51的内圈与所述平移装置4中的上平移平台44连接，所述回转支承51的外圈与所述驱动齿轮52啮合，所述旋转平台53设置在所述回转支承51上，所述第二步进电机与所述驱动齿轮52连接；所述第二步进电机通过所述驱动齿轮52控制所述回转支承51的外圈旋转，带动所述旋转平台53旋转，以使带动所述发射线圈箱体3的水平转动。

本实施例中所述第二步进电机为42BYGH33型号的步进电机。

作为一种实施方式，本发明所述升降装置6包括：升降丝杠61、升降支架62、减速箱63、4根导杆64、升降平台65和第三步进电机；所述发射线圈箱体3设置在所述升降平台65上，所述升降丝杠与所述升降平台65连接，所述减速箱63和所述升降支架62均设置在所述旋转平台53上，各所述导杆64贯穿所述升降平台65，且各所述导杆64的两端分别与所述升降支架62和所述旋转平台53连接，所述升降丝杠的一端与所述升降支架62连接，所述升降丝杠的另一端与所述减速箱63连接，所述第三步进电机与所述减速箱63连接；所述第三步进电机通过所述减速箱63控制所述升降丝杠转动，进而带动所述升降平台65和所述发射线圈升降。

本实施例中所述导杆64截面形状为圆形，所述导杆64起限位、导向的作用。本实施例中所述第三步进电机为42BYGH33型号的步进电机。本实施例中所述导杆64截面形状为圆形，所述减速箱63采用蜗杆传动减速增矩并改变力矩传递方向。本实施例中所述升降丝杠6161采用公称直径8mm的梯形丝杠，具有自锁性，可驱动所述升降平台6565及发射线圈箱体33做升降运动，进而调整发射线圈箱体33的高度。

作为一种实施方式，本发明所述清扫装置7包括：清扫刷71、清扫丝杠72、清扫支架73和第四步进电机；所述清扫支架73与升降平台65连接，所述清扫刷71设置在所述清扫丝杠上，且所述清扫刷71与所述发射线圈箱体3对应设置，所述清扫丝杠与所述清扫支架73连接，所述第四步进电机与所述清扫丝杠72连接；所述第四步进电机驱动所述清扫丝杠72转动，以使带动所述清扫刷71做往复直线运动，去除所述发射线圈箱体3表面的异物。

本实施例中所述第四步进电机为42BYGH33型号的步进电机，所述清扫丝杠72采用公称直径8mm的梯形丝杠，无需自锁；所述清扫丝杠72所述第四步进电机的驱动下，带动所述清扫刷71做往复直线运动，以去除所述发射线圈箱体3表面的异物；本实施例中所述清扫刷71的下部的柔性材料与所述发射线圈箱体3的上表面接触，往复运动过程中可清除所述发射线圈箱体33上表面的异物。柔性材料为橡胶、海绵条或各类刷条。

本实施例中所述发射线圈箱体3采用叠层式结构，外形尺寸为600mm×400mm，由32组M8螺栓螺母紧固所述升降装置6中的升降平台65上，通过CT34E-1ZK-01F航空插头接入供电。

作为一种实施方式，本发明所述系统还包括：微控制器、无线通信发射模块、无线通信接收模块和电压检测回路；所述第一无线通信模块与所述电压检测回路连接，所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块连接，所述微控制器分别与所述第二无线通信模块、所述升降装置6、所述旋转装置5、所述平移装置4和所述清扫装置7连接。

所述电压检测回路用于采集所述无线充电接收装置1当前时刻的电压值；所述第一无线通信模块用于传输所述当前时刻的电压值；所述第二无线通信模块用于接收所述第一无线通信模块传输的当前时刻的电压值；所述微控制器用于根据所述第二无线通信模块发送的当前时刻的电压值分别控制所述升降装置6、所述旋转装置5和平移装置4移动，以使所述发射线圈箱体3与所述无线充电接收装置1对应设置；当车辆停稳后，所述微控制器还用于控制所述清扫装置7清扫所述发射线圈箱体3表面的异物。

作为一种实施方式，本发明所述微控制器控制所述平移装置4移动的具体步骤为：所述微控制器通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠正向转动，进而带动所述下平移平台43左右移动；所述微控制器判断当前时刻的电压值是否大于上一时刻的电压值；如果当前时刻的电压值大于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠正向转动，带动所述下平移平台43向左移动；如果当前时刻的电压值小于或等于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠反向转动，进而带动所述下平移平台43向右移动；所述微控制器判断当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差是否小于设定阈值；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第一设定阈值，则所述微控制器增大获取当前时刻的电压值的频率；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第二设定阈值，则所述微控制器通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠停止转动。

本发明所述微控制器分别控制所述上移动平台、所述旋转平台53和所述升降平台65的方式与所述微控制器控制所述下移动平台的相类似，在此不再一一赘述。

本发明在调整无线充电发射装置2与无线充电接收装置1位置匹配时，无线电能发射线圈开始小功率发射能量，当位置匹配完成时，无线充电发射装置2开始持续大功率供电，充电完成后，发射线圈停止供电，无线电能发射装置复位。

本发明还提供一种无线充电控制方法，所述方法应用于上述无线充电系统，所述方法包括：

步骤S1：当车辆停稳后，控制所述清扫装置清扫所述发射线圈箱体表面的异物。

步骤S2：获取所述无线充电接收装置当前时刻的电压值。

步骤S3：根据当前时刻的电压值分别控制所述升降装置升降。

步骤S4：根据当前时刻的电压值控制所述旋转装置水平转动。

步骤S5：根据当前时刻的电压值控制平移装置前、后、左、右移动，以使所述发射线圈箱体与所述无线充电接收装置对应设置。

本发明据当前时刻的电压值分别控制所述升降装置升降，具体步骤为：

步骤S31：通过第三步进电机和减速箱控制升降丝杠正向转动，进而带动升降平台上下移动；

步骤S32：判断当前时刻的电压值是否大于上一时刻的电压值；如果当前时刻的电压值大于上一时刻的电压值，则通过所述第三步进电机和减速箱控制所述升降丝杠正向转动，带动所述升降平台向上移动；如果当前时刻的电压值小于或等于上一时刻的电压值，则通过所述第三步进电机和减速箱控制所述升降丝杠反向转动，进而带动所述升降平台向下移动；

步骤S33：判断当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差是否小于设定阈值；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第五设定阈值，则增大获取当前时刻的电压值的频率；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第六设定阈值，则通过所述第三步进电机和减速箱控制所述升降丝杠停止转动。

本发明根据当前时刻的电压值控制所述旋转装置水平转动，具体步骤为：

步骤S41：通过第二步进电机和驱动齿轮控制回转支承旋转，进而带动旋转平台转动；

步骤S42：判断当前时刻的电压值是否大于上一时刻的电压值；如果当前时刻的电压值大于上一时刻的电压值，则通过第二步进电机和驱动齿轮控制回转支承正向转动，带动所述旋转平台正向旋转；如果当前时刻的电压值小于或等于上一时刻的电压值，则通过第二步进电机和驱动齿轮控制回转支承反向转动，带动所述旋转平台反向旋转；

步骤S43：判断当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差是否小于设定阈值；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第七设定阈值，则增大获取当前时刻的电压值的频率；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第八设定阈值，则通过所述第二步进电机和驱动齿轮控制所述回转支承停止转动。

本发明根据当前时刻的电压值控制所述平移装置左右移动，具体步骤为：

步骤S51：通过第一步进电机控制平移丝杠正向转动，进而带动下平移平台左右移动；

步骤S52：判断当前时刻的电压值是否大于上一时刻的电压值；如果当前时刻的电压值大于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠正向转动，带动所述下平移平台向左移动；如果当前时刻的电压值小于或等于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠反向转动，进而带动所述下平移平台向右移动；

步骤S53：判断当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差是否小于设定阈值；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第一设定阈值，则增大获取当前时刻的电压值的频率；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第二设定阈值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠停止转动。

本发明根据当前时刻的电压值控制所述平移装置前后移动，具体步骤为：

步骤S54：通过第一步进电机控制平移丝杠正向转动，进而带动上平移平台前后移动；

步骤S55：判断当前时刻的电压值是否大于上一时刻的电压值；如果当前时刻的电压值大于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠正向转动，带动所述上平移平台向前移动；如果当前时刻的电压值小于或等于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠反向转动，进而带动所述上平移平台向后移动；

步骤S56：判断当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差是否小于设定阈值；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第三设定阈值，则增大获取当前时刻的电压值的频率；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第四设定阈值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠停止转动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种无线充电系统，其特征在于，所述系统包括：无线充电接收装置和无线充电发射装置，所述无线充电发射装置设置在地面的基坑内，所述无线充电接收装置设置在电动车辆的底部；

所述无线充电发射装置用于采用电磁感应原理通过线圈产生磁场；

所述无线充电接收装置，与所述无线充电发射装置对应设置，用于接收所述磁场，并转换成电能给电动车辆充电；

所述无线充电发射装置包括：

发射线圈箱体、升降装置、旋转装置、平移装置和清扫装置；发射线圈箱体设置在所述升降装置上，所述升降装置设置在所述旋转装置上，所述旋转装置设置在所述平移装置上；

所述发射线圈箱体用于采用电磁感应原理通过线圈产生磁场；所述升降装置用于带动所述发射线圈箱体升降；所述旋转装置用于带动所述发射线圈箱体和所述升降装置水平转动；所述平移装置用于带动所述发射线圈箱体、所述升降装置和所述旋转装置水平移动；所述清扫装置用于清扫所述发射线圈箱体表面的异物。

2.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述平移装置包括：下平移平台、上平移平台、4根直线导轨、2个平移丝杠和第一步进电机；其中2根直线导轨设置在地面的基坑座上，用于支撑所述下平移平台左右移动；另外2根直线导轨设置在所述下平移平台上，用于支撑所述上平移平台前后移动；2个所述平移丝杠分别与所述下平移平台和所述上平移平台连接，所述第一步进电机分别与2个所述平移丝杠连接。所述第一步进电机分别驱动所述平移丝杠转动，以使带动所述下平移平台左右移动或所述上平移平台前后移动。

3.根据权利要求2所述的无线充电系统，其特征在于，所述旋转装置包括：

回转支承、驱动齿轮、旋转平台和第二步进电机；所述回转支承包括内圈与外圈，所述回转支承的内圈与所述平移装置中的上平移平台连接，所述回转支承的外圈与所述驱动齿轮啮合，所述旋转平台设置在所述回转支承上，所述第二步进电机与所述驱动齿轮连接；

所述第二步进电机通过所述驱动齿轮控制所述回转支承的外圈旋转，带动所述旋转平台旋转，以使带动所述发射线圈箱体的水平转动。

4.根据权利要求3所述的无线充电系统，其特征在于，所述升降装置包括：

升降丝杠、升降支架、减速箱、4根导杆、升降平台和第三步进电机；所述发射线圈箱体设置在所述升降平台上，所述升降丝杠与所述升降平台连接，所述减速箱和所述升降支架均设置在所述旋转平台上，各所述导杆贯穿所述升降平台，且各所述导杆的两端分别与所述升降支架和所述旋转平台连接，所述升降丝杠的一端与所述升降支架连接，所述升降丝杠的另一端与所述减速箱连接，所述第三步进电机与所述减速箱连接；

所述第三步进电机通过所述减速箱控制所述升降丝杠转动，进而带动所述升降平台和所述发射线圈升降。

5.根据权利要求4所述的无线充电系统，其特征在于，所述清扫装置包括：

清扫刷、清扫丝杠、清扫支架和第四步进电机；所述清扫支架与升降平台连接，所述清扫刷设置在所述清扫丝杠上，且所述清扫刷与所述发射线圈箱体对应设置，所述清扫丝杠与所述清扫支架连接，所述第四步进电机与所述清扫丝杠连接；所述第四步进电机驱动所述清扫丝杠转动，以使带动所述清扫刷做往复直线运动，去除所述发射线圈箱体表面的异物。

6.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述发射线圈箱体采用叠层式结构，尺寸为600mm×400mm。

7.根据权利要求4所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一步进电机、所述第二步进电机、所述第三步进电机和所述第四步进电机均为42BYGH33型号的步进电机；所述升降丝杠和所述清扫丝杠采用公称直径8mm的梯形丝杠。

8.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述系统还包括：

电压检测回路，设置在所述电动车辆的底部，用于采集所述无线充电接收装置当前时刻的电压值；

第一无线通信模块，与所述电压检测回路连接，用于传输所述当前时刻的电压值；

第二无线通信模块，与所述第一无线通信模块连接，用于接收所述第一无线通信模块传输的当前时刻的电压值；

微控制器，分别与所述第二无线通信模块、所述升降装置、所述旋转装置、所述平移装置和所述清扫装置连接，用于根据所述第二无线通信模块发送的当前时刻的电压值分别控制所述升降装置、所述旋转装置和平移装置移动，以使所述发射线圈箱体与所述无线充电接收装置对应设置；当车辆停稳后，所述微控制器还用于控制所述清扫装置清扫所述发射线圈箱体表面的异物。

9.一种无线充电控制方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-8中任一项所述的无线充电系统，所述方法包括：

步骤S1：当车辆停稳后，控制所述清扫装置清扫所述发射线圈箱体表面的异物；

步骤S2：获取所述无线充电接收装置当前时刻的电压值；

步骤S3：根据当前时刻的电压值分别控制所述升降装置升降；

步骤S4：根据当前时刻的电压值控制所述旋转装置水平转动；

步骤S5：根据当前时刻的电压值控制平移装置前、后、左、右移动，以使所述发射线圈箱体与所述无线充电接收装置对应设置。

10.根据权利要求9所述的无线充电控制方法，其特征在于，所述根据当前时刻的电压值控制所述平移装置左右移动，具体步骤为：

通过第一步进电机控制平移丝杠正向转动，进而带动下平移平台左右移动；

判断当前时刻的电压值是否大于上一时刻的电压值；如果当前时刻的电压值大于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠正向转动，带动所述下平移平台向左移动；如果当前时刻的电压值小于或等于上一时刻的电压值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠反向转动，进而带动所述下平移平台向右移动；

判断当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差是否小于设定阈值；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第一设定阈值，则增大获取当前时刻的电压值的频率；如果当前时刻的电压值与上一时刻的电压值之差小于第二设定阈值，则通过所述第一步进电机控制所述平移丝杠停止转动。

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